一步步做个集成电路（IC）
时间：2023-06-10 09:07:00
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计算机基础课第一38期分享
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01
光刻法
以下是一个简单的例子来制作集成电路（IC）
我们从一片硅开始，叫"晶圆"看起来像饼干
我们以前讨论过硅，它是半导体，有时导电，有时不导电， 我们可以控制导电时间，所以硅是制造晶体管的绝佳材料。我们可以以晶圆为基础，把复杂的金属电路放在上面，集成一切，非常适合集成电路。
下一步是在硅片顶部加一层薄薄的氧化层， 然后添加作为保护层一层特殊化学品， 叫 "光刻胶"。光刻胶被光照射后 会变得可溶，可以用一种特殊化学药剂洗掉。
光刻胶本身不是很有用，但是和谐"光掩膜"配合使用会很强大，光掩膜就像胶片一样，只是不吃墨西哥卷饼的可爱仓鼠，而是转移到晶圆上的图案。将光罩覆盖在晶圆上，用强光挡住光线，光刻胶不会改变。当光照到达时，光刻胶会发生化学变化 洗掉后，暴露氧化层。使用另一种化学物质 - 它通常是一种酸，可以洗掉"氧化层"露出部分， 蚀刻硅层。注意氧化层被光刻胶保护。我们用另一种化学物质清洗光刻胶。
02
"掺杂"
光刻法使用了许多化学品，每种化学品都有特定的用途。现在硅露出来了，我们想修改硅露出来的区域 更好的导电性。所以用化学过程来改变它叫做"掺杂"。不开玩笑！我们继续，"掺杂" 一般采用高温气体，如磷渗入暴露的硅，改变电气性能。我们不会深入研究半导体的具体物理化学性质。
然而，我们仍然需要几轮光刻法来制作晶体管。这个过程基本相同。首先覆盖氧化层，然后覆盖光刻胶，然后使用新的光掩膜。这种模式在混合区域上方打开一个间隙，清洗光刻胶，然后将部分硅转化为另一种形式与另一种气体混合。为了控制深度，时间非常重要，我们不想超过以前的区域。 所有需要的组件都有。
03
金属化
最后一步是在氧化层上做通道，这样可以用小金属导线连接不同的晶体管，再用光刻胶和光掩膜 蚀刻小通道。现在使用新的处理方法 叫"金属化"放一层薄薄的金属，如铝或铜。但我们不想用金属覆盖一切。我们想蚀刻特定的电路。因此，用光刻胶也是类似的步骤 光掩膜，然后溶解暴露的光刻胶和暴露的金属
晶体管终于完成了！它有三条连接硅的三个不同区域的线，每个区域的混合方式不同，称为双极晶体管。 1962 2000年的真正专利将永远改变世界。其他电子元件，如电阻和电容器，可以通过类似的步骤制作在硅上。连接的电路已经完成。再见，分立元件。
分解复杂的事物，简化它们，一步一步地接近真相，这是我们学习的方法，也是我们理解事物的本质。芯片是如此复杂，但基本理论并不负责。
下一节:我们通过IC到芯片，摩尔定律
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